基于顺序SF$_6$气体和Ar等离子体的SiO$_2$原子层刻蚀
材料科学
2025-01-01 v1
摘要
在不断推进半导体技术的进程中，对原子级材料剥离的需求催生了创新的工艺，这些工艺已在持续缩小器件特征方面发挥着重要作用。在此类工艺中，原子层刻蚀(ALE)正受到日益关注，因其能够对材料剥离提供精确控制。尽管某些热型ALE实现了亚纳米级的刻蚀可控性，但目前实用的涉及等离子体步骤的ALE工艺常因高度协同的半反应稀缺而导致高刻蚀速率。为克服这一限制，我们开发了一种在室温附近使用纯硫化氟(SF)气体暴露和氦(Ar)等离子体刻蚀SiO的ALE工艺，实现了约1.4 Å/周期的稳定一致刻蚀速率。在该工艺中，两个半循环反应单独进行均不产生刻蚀效应，只有当两者按顺序重复时才会发生刻蚀，这意味着100%的协同作用。温度和等离子体功率窗口的识别进一步实证了我们ALE工艺的高协同性。此外，对多周期的详细形貌表征揭示了一种方向性刻蚀效应。该研究提供了一个可靠、可重复且高度可控的SiO刻蚀ALE工艺，对纳米制造工艺具有前景。
引用
@article{arxiv.2412.20653,
title = {Atomic layer etching of SiO$_2$ using sequential SF$_6$ gas and Ar plasma},
author = {Jun Peng and Rakshith Venugopal and Robert Blick and Robert Zierold},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.20653},
year = {2025}
}